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CE常見問題解析丨NB模塊時間偏差大，如何校準(zhǔn)晶振電路
問題背景：
NB-IoT模塊產(chǎn)品出現(xiàn)較高不良率，實(shí)時時鐘誤差過大（每日偏差約15秒），無法滿足應(yīng)用需求。
問題分析：
該NB模組采用一款支持Cat-NB2的低功耗SoC芯片，時鐘回路使用的晶振：32.768KHz 12.5pf ±20ppm晶振。下方為原理圖，可以看到，該設(shè)計(jì)實(shí)際電路中使用兩顆10pF電容作為負(fù)載電容，布線緊湊。
32KHz時鐘回路原理圖：
經(jīng)推算，兩個10pf電容串聯(lián)后疊加約2pf寄生電容，整體負(fù)載電容僅7pf，與晶振要求的12.5pf相差懸殊。
實(shí)際測試：
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實(shí)際測試顯示，該配置下輸出誤差高達(dá)+170ppm。按1ppm對應(yīng)0.0864秒/天計(jì)算，每天時間偏差約14秒，與反饋一致，顯然不可行。
按外接電容與輸出頻率的反比特性，增加C1、C2電容值可改善偏差，但會降低起振性能、增加功耗，不適合當(dāng)前的模塊(NB)應(yīng)用。且當(dāng)前回路起振能力僅370K歐姆，大幅增容易導(dǎo)致不起振。此時需要更換小負(fù)載電容值，內(nèi)阻更低的晶振才行。
解決方案：
推薦更換為負(fù)載電容匹配、內(nèi)阻更低的晶振：Epson 32.768KHz晶振FC2012AN（7pf、±20ppm）：
低內(nèi)阻：僅60K歐姆（同類型晶振多為90K歐姆，內(nèi)阻越低，功耗越低）
小封裝：2.0*1.2mm，整體適配低功耗、小尺寸場景
實(shí)際測試：
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由上圖可知，更換后預(yù)計(jì)頻率誤差降至11.2ppm，每日時間偏差約0.97秒。起振余量是370kΩ，大于5倍ESR值（5×60kΩ=300kΩ）。
該配置下的誤差：0.0864s/day*11.2=0.96768s/day即每天不到1秒。
總結(jié)：
模塊時間不準(zhǔn)，需要調(diào)整外接的電容；
低內(nèi)阻更適配低功耗場景，內(nèi)阻過高則有起振風(fēng)險(xiǎn)。
南山電子是EPSON/愛普生元器件核心授權(quán)代理商，除上述FC2012AN之外，南山電子還提供其他各種型號晶體晶振、實(shí)時時鐘模塊、陀螺儀傳感器等。如需實(shí)時報(bào)價(jià)或選型、電路設(shè)計(jì)技術(shù)支持，可致電南山電子客服電話400-888-5058或者聯(lián)系網(wǎng)站在線客服。
